附件C：譯文



用于旋轉軸的非接觸電容式傳感器

摘要- 在機械軸上測量扭矩是汽車動力傳動系統(tǒng)和發(fā)動機控制系統(tǒng)所需要的。到目前為止，扭矩傳感主要是利用應變計連接到軸上的滑環(huán)，使能夠進行電氣接觸來實現(xiàn)的。非接觸式磁性和光學技術也被加以運用。在提出的電容扭矩傳感器，兩個角位移傳感器被間隔一個明確定義的距離。在序列0，90，180 ，270。。。每一個電容位移傳感器的轉子組成一個電極陣列和相位角的正弦波電壓. 這些電壓電容從定子至轉子耦合。定子還裝有一個讀出電極。這個讀數(shù)電極讀出的正弦波相位角是成正比的轉子-定子電極重疊，因此與角位置成比例。相位角區(qū)別兩個角位移傳感器的輸出信號是它是一個直接測量的扭角，因此是軸上的扭矩。該傳感器能夠使非接觸式扭矩在0-100納米范圍內(nèi)對10毫米直徑的鋼軸進行測量。

1 導言
引擎的扭矩/速度關系是燃料消費經(jīng)濟性指標的一個重要參數(shù)。在加速時保持發(fā)動機在盡可能最低的齒輪，通過改變齒輪比例，增加車輛行駛速度，而非操作油門，提高發(fā)動機轉速，這樣將得到最佳的燃油經(jīng)濟性。油門應只用于在可能最低的發(fā)動機轉速時提高功率。很明顯，在這樣一種方式下發(fā)動機速度對于調整傳遞不是一個合適的參數(shù)。因此在操作遇到機械的局限性時應使用轉矩調整傳動比。發(fā)動機曲軸或需要測量扭矩的軸，是旋轉的，這就強烈要求通過非接觸測量扭矩。旋轉軸采用電氣接觸時，需要使用滑環(huán)，這將導致費用更高，而且維修時需要傳感系統(tǒng)。另一可能限制范圍的邊界條件源于結構的限制。要求力學性能的輪軸通常避免由于放置傳感器電子系統(tǒng)而銑槽或地方狹窄的輪軸，這是為實現(xiàn)一個更大扭角。槽孔的銑削基于扭矩測量系統(tǒng)的非接觸式應變片，這種傳感器操作的電力可以通過感應和傳感器數(shù)據(jù)的遙測提供給軸，這也是相當可行的。然而，由于實際情況的限制，這樣削弱車軸的做法通常是不被允許的。此外，相對較高的發(fā)動機轉速，對車軸的平衡要求更高，以避免慣性引起的振動。不過，這種系統(tǒng)已在船舶的軸上實施了，驅動軸的質量和直徑以及每分鐘轉動的數(shù)目允許基于傳感器安裝一個應變片和在軸上讀出電子。軸的限制處可以用來放大扭矩導致的扭角。這將有利于利用兩個角位移傳感器對扭矩進行測量;對限制處的任何一面。因為扭矩導致的扭轉角是與軸直徑的第四個電源成反比例的，在角位移上的可以獲得顯著的增益，然而，結構問題通常阻礙這些技術的實施。